หุ่นยนต์ไบโอนิกส์ขนาดเล็กเท่าแมลงที่ยาวเพียง 2 เซนติเมตร น้ำหนักเบากว่า 2 กรัม พัฒนาโดยศาสตราจารย์เหยียนเสี่ยวจวิน และเพื่อนร่วมงานจากมหาวิทยาลัยเป่ยหางในกรุงปักกิ่ง โดย “หุ่นยนต์แมลง” นี้ สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างคล่องแคล่วและขยับถอยหลังออกมาหากเจอทางตัน

การปรับลดขนาดของหุ่นยนต์ให้เล็กเท่าแมลงนั้นท้าทายมากกว่าการสร้างหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ เนื่องจากเครื่องจักรที่มีขนาดเล็กเท่าผึ้งไม่สามารถติดตั้งมอเตอร์แบบทั่วไปได้ ดังนั้น การค้นหาระบบพลังงานขนาดเล็กจึงเป็นภารกิจที่ยากสำหรับนักวิจัยทั่วโลกมาอย่างยาวนาน

“หุ่นยนต์แมลง” ภาพจาก Xinhua

หลิวจื้อเหว่ย อดีตนักศึกษาปริญญาเอกของเหยียน ปัจจุบันเป็นรองศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยเป่ยหาง กล่าวว่าการตัดการเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานภายนอกหมายความว่าต้องรวมแบตเตอรีและแผงวงจรเข้าไปในหุ่นยนต์ แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าเสริมนี้ส่งผลให้หุ่นยนต์ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้

เมื่อปี 2009 เหยียนสังเกตพบว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงเกินเกณฑ์ที่กำหนด จะก่อให้เกิดแรงสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่มักเกิดขึ้นกับไฟฟ้ากระแสสลับ และทำให้เขามองเห็นถึงหนทางที่อาจเป็นไปได้ เช่น การใช้ปีกของโดรนขนาดเล็ก

จนกระทั่งในปี 2017 เหยียนได้เริ่มต้นออกแบบหุ่นยนต์ขนาดเท่าแมลงที่สามารถเคลื่อนไหวได้โดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก ทว่าในช่วง 3 ปีต่อมา แม้ทีมของเขาจะสำรวจการออกแบบลำตัวหุ่นยนต์หลายสิบแบบและปรับแต่งเครื่องมือพารามิเตอร์อย่างละเอียด แต่หุ่นยนต์ยังคงไม่เคลื่อนที่

“หุ่นยนต์แมลง” ภาพจาก Xinhua

เหยียนได้สังเกตลักษณะการเดินของด้วง ตั๊กแตน ม้าป่า และกระต่าย เพื่อคิดค้นท่าทางการเคลื่อนไหวให้หุ่นยนต์แมลงตัวนี้ โดยสุดท้ายได้แรงบันดาลใจจากการกระโจนและวิ่งของเสือดาว ทีมงานจึงได้ออกแบบหุ่นยนต์แมลงเลียนแบบชีวภาพรุ่นใหม่ชื่อ “บีเอชเอ็มบอต” (BHMbot) ที่สามารถวิ่งได้รวดเร็วกว่าแมลงสาบโดยไม่ต้องมีการผูกโยง และหมุนตัวได้คล่องกว่า

การศึกษาที่เผยแพร่เมื่อเดือนพฤศจิกายนในวารสารไซแอนซ์ แอดวานซ์ (Science Advances) ทีมงานรายงานถึงหุ่นยนต์เวอร์ชันปรับแก้ใหม่ที่สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลังได้อย่างรวดเร็ว และสามารถวิ่งในเส้นทางที่ซับซ้อนได้ภายใต้การควบคุมแบบไร้สาย

หลิวกล่าวว่าหุ่นยนต์ตัวนี้สามารถรวบรวมสัญญาณเสียง SOS ของลำโพงบลูทูธที่ฝังอยู่ภายในบล็อกโครงสร้างได้สำเร็จผ่านไมโครโฟนเอ็มอีเอ็มเอส (MEMS) เชิงพาณิชย์ และถ่ายโอนข้อมูลเสียงดังกล่าวไปยังคอมพิวเตอร์และแปลงให้เป็นเสียงจริง

“หุ่นยนต์แมลง” ภาพจาก Xinhua

ในการทดลอง หุ่นยนต์บีเอชเอ็มบอตสามารถวิ่งผ่านพื้นที่แคบ และเข้าถึงตำแหน่งที่กำหนดไว้เพื่อปฏิบัติภารกิจพิเศษได้ ทั้งสามารถวิ่งผ่านช่องแคบระหว่างใบพัดชนิดอยู่กับที่ของเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนพลเรือน 2 ใบ และส่วนปลายของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ต โดยมีการติดตั้งกล้องขนาดเล็กระดับมิลลิเมตรซึ่งอาจสามารถจับภาพภายในของเครื่องยนต์อากาศยานได้ในอนาคต

เหยียนกล่าวว่าหุ่นยนต์ขนาดเล็กเหล่านี้มีศักยภาพสำหรับนำไปใช้งานในหลากหลายด้าน เช่น การค้นหาและการกู้ภัยในเหตุภัยพิบัติ รวมถึงการตรวจสอบโครงสร้างอุปกรณ์เครื่องกล พร้อมเสริมว่าหุ่นยนต์แมลงนี้ยังอาจถูกพัฒนาเพื่อการขึ้นบินในอนาคตอีกด้วย โดยเป้าหมายสูงสุดของเราคือการพัฒนาไมโครโดรนที่มีปีกกระพือได้เหมือนผึ้ง

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : english.news, Xinhua

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

เล็กพริกขี้หนู ! พัฒนา “หุ่นยนต์แมลง” เคลื่อนที่ไวกว่าแมลงสาบ